CN101011735A - 一种渗流铸造法制备泡沫金属的渗流装置 - Google Patents
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Abstract
一种渗流铸造法制备泡沫金属的渗流装置，由加热熔化室、导流部件及渗流室构成，加热熔化室装配有加压装置。加热熔化室中的金属熔体通过加压后经导流部件进入渗流室。本发明装置可以制备出大尺寸的泡沫金属产品，并可有效减少常规渗流法常见的渗流不足、渗流过度等缺陷，提高成品率；另外，还可实现泡沫金属的半连续渗流生产。
Description
技术领域
本发明属于金属制品制造领域，特别涉及一种渗流铸造法制备泡沫金属的渗流装置。
背景技术
通孔泡沫金属所具有的独特孔型结构，使得其在航空、航天、运输、电子、军工、化工、环保、能源、机械、生物等各个高科技领域及一般工业领域的应用，受到了越来越广泛的关注。目前通孔泡沫金属的制备方法主要有粉末冶金法、熔模铸造法和渗流铸造法等。粉末冶金法由于生产成本高，不适合于生产一般工业领域用的泡沫金属。熔模铸造法通常选用具有一定空隙的三维贯通的泡沫海绵材料做母体，然后用易于去除的耐火材料充入海绵状泡沫中、经干燥硬化形成预制型，再经过焙烧使耐火材料硬化并使泡沫海绵气化分解，然后将预制型置于模具中再经过渗流方法铸造，从而获得三维通孔的网状金属泡沫材料；该方法对母体材料具有良好的继承性，空隙三维贯通、结构均匀，但该法骨架强度较低、生产流程长。渗流铸造法具有生产周期短、成本低、工艺简单等优点，但现行渗流铸造法存在以下不足：(1)难于精确控制生产，容易产生如渗流不足、渗流过度等缺陷，造成大量的金属原料浪费。(2)操作难度大。如真空渗流时，抽真空的时间一般为几秒到十几秒，很难准确的控制；在将金属液倒入模具中时，填料粒子受到冲击，容易形成凹陷，影响产品的形貌；渗流结束的时间不好确定。(3)难制备出大尺寸的渗流制品。(4)通常为间歇式生产。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种可低成本半连续制造出不同尺寸、具有通孔结构的泡沫金属渗流装置，该装置可有效消除常规渗流方法所固有的渗流不足、渗流过度或制备过程难以控制等缺陷，从而达到通孔泡沫金属成品率提高以及泡沫金属生产成本降低的目的.
本发明的目的是通过下述方式实现的：
本发明的渗流装置包括有用于加热熔化金属的加热熔化室、用于渗流铸造的渗流室，加热熔化室上部设有渗流室，加热熔化室与渗流室之间通过导流部件连通，加热熔化室通过加压管与加压装置相连，加热熔化室上设有加料口。
所述的导流部件呈漏斗形，设置于加热熔化室与渗流室之间，导流部件的出口上设有渗流室，并与之连通，导流部件的入口伸入到加热熔化室内。所述的导流部件的入口靠近加热熔化室的底部。
加热熔化室装配卸压管。
加热熔化室、渗流室、导流部件、加压管及卸压管的材质为耐热不锈钢或耐热不锈钢上内表面衬石墨层，使制备的金属和装置易于分离。
本发明加热熔化室装配有加压管和卸压管，加压管路上装有调压阀与压力表；卸压管路上装有卸压阀。
本发明加热熔化室中的加料口可方便地将待熔的固体金属料加入；也可方便地使其它熔化炉熔制的合格熔体倒入，提高渗流装置的产能。加热熔化室上的加料口用带水冷套的盖板密封，密封盖板上嵌有高温橡胶密封圈。
本发明导流部件与加热熔化室和渗流室之间由耐火密封件密封。所述耐火密封件材质为石墨纸、石棉盘根选用其一种或两种。
由于本发明的渗流装置为上下结构，最上面为渗流室，最下面为加热熔化室，中间为导流部件。将加热熔化金属加入到加热熔化室中，通过加压装置给加热熔化室内熔体加压，使金属熔体通过导流部件导入到渗流室中实现本发明的渗流铸造。
所述渗流装置中包含一个以上的渗流室，渗流室的有效渗流空间可根据需要来确定，从而可实现不同尺寸泡沫金属的间歇与半连续渗流生产。
所述加热熔化室、渗流室、导流部件、加压管及卸压管的材质为耐热不锈钢；在需要的情况下，可以在内表面铺一层石墨，使金属和装置易于分离。
可用本发明装置制造泡沫金属的材质为熔点低于1000℃的金属。
由于本发明特殊的整体结构设计，熔体进入渗流室的速度与高度，通过加压装置得到控制，从而可使熔体在渗流室中由下往上均匀上升。这样不仅可避免过渗流现象以及渗流不足等现象的出现；同时还可保证熔体均匀低充填在渗流粒子的间隙当中，最终得到孔洞结构基本均一的渗流产品。通过在加热熔化炉加料口注入由其他熔化设备熔制的合格熔体，以及多准备几个供更换的渗流室，可实现渗流工艺的半连续化，从而可达到提高生产效率的目的。通过调整渗流室的有效渗流空间尺寸，可在本渗流设备上制备出不同尺寸渗流产品，也可方便制备出大规格渗流产品。
附图说明
图1渗流装置的示意图
下面结合附图对本发明作详细说明，但决不是用来限制本发明的范围。
具体实施方式
实施例1：
参见图1所示，本发明的渗流装置包括有用于加热熔化金属的加热熔化室(101)、用于渗流铸造的渗流室(301)。在加热熔化室(101)上部设有渗流室(301)，加热熔化室(101)与渗流室(301)之间通过导流部件(201)连通，导流部件(201)呈漏斗形，设置于加热熔化室(101)与渗流室(301)之间，导流部件(201)的出口(205)上设有渗流室(301)，并与之连通，导流部件的入口(204)伸入到加热熔化室(101)内，靠近加热熔化室底部。加热熔化室通过加压管(104)与加压装置(102)相连，加热熔化室(101)上设有加料口(103)。
加热熔化室(101)上装配卸压管(107)，卸压管上装有卸压阀(108)。加热熔化室的加压管(104)上装配有调压阀(105)与压力表(106)。导流部件(201)与加热熔化室(101)和渗流室(301)之间由耐火密封件(202)与(203)密封。
将本发明的装置用来制备泡沫的金属原料为固体时的泡沫金属间歇渗流生产
第一步：将用来制备泡沫的金属装入加热熔化室(101)中；第二步：依次将导流部件(201)和渗流室(301)装配好，并同时将加热熔化室与加压装置(102)连接好；第三步——将渗流粒子装填到渗流室中；第四步——对加热熔化室与渗流室实施加热；第五步——达到制备条件后，启动加压装置(102)——空压机，使加热熔化室中熔体均匀地由导流部件(201)的入口(204)进入、由出口(205)压入渗流室，进行渗流铸造。本实施方式里，加热熔化室(101)上的加料口(103)由带水冷套的盖板密封，密封盖板上嵌有高温橡胶密封圈。
(1)所述本发明的导流部件(201)位于加热熔化室(101)与渗流室(301)中间，并且，加热熔化室与导流部件之间装有起密封作用的耐火密封件(202)，导流部件与渗流室之间也同样装有起密封作用的耐火密封件(203)；耐火密封件(202)与耐火密封件(203)所选用的材料可以完全相同，也可以不一样，所选用的材料为石墨纸或石棉盘根中的一种或两种。加热熔化室、导流部件与渗流室三者之间的紧密结合通过在螺孔上拴螺杆紧固实现。
(2)在加热室熔化室与加压装置相连的加压管(104)上装有调压阀(105)与压力表(106)，金属熔体进入渗流室的速度及渗流高度可以方便的用设在加压管道(104)上的压力阀(105)通过调整压力来实现；
(3)加热室熔化室上还装有卸压管道(107)，在卸压管道上装有卸压阀(108)，当达到渗流高度后，停止加压，打开卸压阀，就可以实现金属液和渗流产品的分离。
(4)本发明的加热室、渗流室、导流管以及放气管的材质为耐热不锈钢；在需要的情况下，可以在内表面衬一石墨层，使金属和装置易于分离。
实施例2：泡沫金属的半连续渗流生产
第一步：依次将加热熔化室(101)、导流部件(201)和渗流室(301)装配好，并同时将加热熔化室与加压装置(102)——空压机连接好；准备多个与图1中(301)所示相同的渗流室(301)；第二步——将渗流粒子装填到所有渗流室中；第三步——对加热熔化室与渗流室实施预热；第四步——将别的熔炼炉熔制的合格熔体从加料口(103)倒入加热熔化室(101)，并将加料口密封；第五步——达到制备条件后，启动加压装置(102)，使加热熔化室中熔体均匀压入渗流室，进行渗流铸造；第六步——达到渗流高度后，将进行过渗流的渗流室吊开，换上一个预热好的渗流室重复上面的步骤。
Claims (7)
1、一种渗流铸造法制备泡沫金属的渗流装置，渗流装置包括有用于加热熔化金属的加热熔化室(101)、用于渗流铸造的渗流室(301)，其特征在于：加热熔化室(101)上部设有渗流室(301)，加热熔化室(101)与渗流室(301)之间通过导流部件(201)连通，加热熔化室通过加压管(104)与加压装置(102)相连，加热熔化室(101)上设有加料口(103)。
2、根据权利要求1所述的一种渗流铸造法制备泡沫金属的渗流装置，其特征在于：所述的导流部件(201)呈漏斗形，设置于加热熔化室(101)与渗流室(301)之间，导流部件(201)的出口(205)上设有渗流室(301)，并与之连通，导流部件的入口(204)伸入到加热熔化室(101)内。
3、根据权利要求1或2所述的一种渗流铸造法制备泡沫金属的渗流装置，其特征在于：加热熔化室(101)上装配卸压管(107)，卸压管上装有卸压阀(108)。
4、根据权利要求1或2所述的一种渗流铸造法制备泡沫金属的渗流装置，其特征在于：加热熔化室的加压管(104)上装配有调压阀(105)与压力表(106)。
5、根据权利要求1或2所述的一种渗流铸造法制备泡沫金属的渗流装置，其特征在于：加热熔化室、渗流室、导流部件、加压管及卸压管的材质为耐热不锈钢或耐热不锈钢上内表面衬石墨层。
6、根据权利要求1或2所述的一种渗流铸造法制备泡沫金属的渗流装置，其特征在于：导流部件(201)与加热熔化室(101)和渗流室(301)之间由耐火密封件(202)与(203)密封。
7、根据权利要求6所述的一种渗流铸造法制备泡沫金属的渗流装置，其特征在于：所述耐火密封件材质为石墨纸、石棉盘根中选用一种或两种。
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Date of cancellation: 20191010 Granted publication date: 20090610 |
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